แถบ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้: หลักการทำงาน ตัวควบคุมสำหรับแถบไฟ LED และการเชื่อมต่อ Wi-Fi มันทำงานอย่างไร? จะตรวจสอบการควบคุมได้อย่างไร? วิธีการเชื่อมต่อ?

2024 ผู้เขียน: Beatrice Philips | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2024-01-15 04:19

ต่างจากแถบ LED ขาวดำธรรมดาหรือสีขาวทั่วไป ซึ่งไม่ต้องการอะไรนอกจากการจ่ายแรงดันไฟที่เหมาะสม แถบ LED ที่กำหนดแอดเดรสได้นั้นกำหนดค่าได้ยากกว่า เป็นแหล่งกำเนิดแสงแบบไดนามิกที่เพิ่มความน่าดึงดูดใจเป็นพิเศษให้กับทุกห้อง

มันคืออะไร?

แถบ LED ที่สามารถระบุตำแหน่งได้ (ไดโอด พิกเซล แถบ LED ตามที่เรียกกัน) ไม่ใช่ชุด LED ธรรมดาที่เรียงหรือประกอบกันในโทโพโลยีที่แตกต่างกัน ไดโอดแต่ละตัวถูกควบคุมแยกจากกันและเป็นอิสระจากไดโอดอื่นๆ ต้นแบบของเทปคือเมทริกซ์ LED ซึ่งแต่ละพิกเซลเป็น LED สีแดง สีเขียว และสีน้ำเงินสามดวง

ตัวควบคุมในเมทริกซ์หรือเทปช่วยให้ LED แต่ละดวงสว่างขึ้นด้วยความสว่างที่แตกต่างกัน

เช่นเดียวกับจอภาพเมทริกซ์ LED หรือหน้าจอสมาร์ทโฟนสร้างภาพเฉพาะ แถบที่อยู่จะช่วยให้คุณสามารถจัดระเบียบเอฟเฟกต์ของ "ไฟวิ่ง " ด้วยสีใดๆ ก็ตาม เปิดหรือปิดใช้งาน LED แต่ละดวงที่ไซต์ใดก็ได้และทุกจุด

หลักการทำงาน

แถบ LED สีแดง - น้ำเงิน - เขียวได้รับความนิยมทำให้สามารถรับรู้ได้ถึง 16,777,216 เฉดสีที่ดวงตามนุษย์สามารถรับรู้ได้ LED แต่ละดวงมีไมโครคอนโทรลเลอร์ขนาดเล็กของตัวเอง ซึ่งช่วยให้คุณกำหนดสีของแสงที่ผู้ใช้ร้องขอได้อย่างแม่นยำ อย่างไรก็ตาม การมีอยู่ของไมโครคอนโทรลเลอร์แยกต่างหากใกล้กับ LED แต่ละตัว ทำให้ต้นทุนของเทปดังกล่าวเพิ่มขึ้นอย่างมาก

หน้าสัมผัสทั่วไปสำหรับเชื่อมต่อเทป - ไม่เกิน 4 แต่ไม่น้อยกว่า 3 หนึ่งการติดต่อทั่วไป - "มวล" - ทำหน้าที่เป็นพื้นสำหรับที่อยู่อาศัยของคนขับ อันที่สองจ่ายแรงดันไฟบวก 5 โวลต์ ที่สาม (และสี่) - ส่งสัญญาณโปรแกรมจากบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ทั่วไป

เทปที่อยู่ถูกควบคุมแบบดิจิทัล การทำงานโดยไม่มีตัวควบคุมที่ใช้ร่วมกันจะไม่ให้ผลลัพธ์ใดๆ อย่างดีที่สุด คุณจะจบลงด้วยไฟ LED triad ที่เรืองแสงอย่างต่อเนื่องและปล่อยแสงสีขาวนวล (สีน้ำเงิน) หากผู้ใช้สัมผัสบัสดิจิทัลเพื่อส่งสัญญาณด้วยนิ้ว คอนโทรลเลอร์จะรับการรบกวนนี้เป็นคำสั่งและให้ไฟ LED ทั้งหมดหรือหลายดวงสว่างขึ้น แรงดันไฟจ่ายสำหรับแต่ละส่วนคือ 5 หรือ 12 โวลต์

การส่งสัญญาณควบคุมจะดำเนินการตามลำดับระหว่างทุกส่วนและไม่ใช่ในครั้งเดียว ด้วยคุณสมบัตินี้ หากไมโครเซอร์กิตตัวใดตัวหนึ่งไม่ทำงาน คำสั่งจะไม่ทำงานต่อไป และไฟ LED ที่ตามมาในวงจรเดียวกันจะไม่สว่างขึ้น

เป็นไปได้ที่จะทำให้อัลกอริธึมการควบคุมของเทปดังกล่าวซับซ้อนโดยการ "แขวน" ไมโครคอนโทรลเลอร์เพิ่มเติมลงในวงจรควบคุม

ภาพรวมของริบบิ้น

เทปที่ได้รับความนิยมสูงสุดในหมู่ผู้คนคือส่วนประกอบที่ใช้ไมโครเซอร์กิต WS2812b และ WS2811 ออกแบบมาสำหรับ 5 และ 12 โวลต์ตามลำดับ

พิกเซลเทปที่ใช้ชิป WS2811 โดดเด่นด้วยการมีเอาต์พุตอย่างน้อย 8 ตัวสำหรับตัวควบคุมเสริมแต่ละตัว สามคนรับผิดชอบสีแดง สีเขียว และสีน้ำเงิน สอง - ให้การแลกเปลี่ยนข้อมูล หนึ่ง - เพื่อเปิดใช้งานโหมดการทำงานที่ต้องการ หนึ่ง - สำหรับแหล่งจ่ายไฟ และสุดท้าย - สำหรับ "กราวด์" แอสเซมบลี WS2811 รุ่น "ขั้นสูง" ที่มากกว่านั้นมีความแตกต่างอย่างมากจากรุ่นก่อน: คอนโทรลเลอร์แบบจุด (ในเครื่อง) จะเปิดขึ้นพร้อมไฟ LED สามดวงในคราวเดียว ซึ่งเพิ่มราคาถูกและความน่าเชื่อถือของรุ่นนี้อย่างมาก

การจัดการเทปที่ใช้ WS2812B ดำเนินการโดยใช้ตัวควบคุมแยกต่างหากซึ่งทำหน้าที่เป็นหน่วยโปรแกรมนักวิทยุสมัครเล่นประกอบอุปกรณ์ดังกล่าวโดยใช้บอร์ด Arduino โดยใช้สคริปต์โปรแกรมขนาดเล็กที่เขียนด้วยภาษาโปรแกรม C ++ เพื่อเพิ่มภูมิคุ้มกันเสียง ตัวเก็บประจุด้วยไฟฟ้าจะเชื่อมต่อขนานกับไฟ LED - เป็นแถบตามไมโครวงจร คุณลักษณะเพิ่มเติมของรุ่นนี้คือคริสตัลควบคุมจุดถูกวางไว้ในชุดประกอบ SMD-5050 และเอาต์พุต 4 ช่องจะมีป้ายกำกับว่า "กำลัง" "กราวด์" "ส่ง" และ "รับ" ใช้พลังงานจาก 12 V.

ความแตกต่างของรุ่น WS2813 จากรุ่นก่อนหน้าในรายการนี้ - เอาต์พุตที่ซ้ำซ้อนเพิ่มเติมซึ่งช่วยให้คุณถ่ายโอนคำสั่งจากคอนโทรลเลอร์ทั่วไปเพิ่มเติม สิ่งนี้ช่วยหลีกเลี่ยงความล้มเหลวก่อนกำหนดของตัวควบคุมจุดใดๆ ในสายโซ่ - ในแง่ของความสามารถในการใช้งานของเซกเตอร์เทปที่ตามมาซึ่งอยู่ด้านหลังมัน

สรุปรูปแบบการทำงานเป็นที่น่าสังเกตดังต่อไปนี้ ตัวควบคุม PWP เป็นส่วนหนึ่งของสมาร์ทเทป ซึ่งอยู่ในเคส LED ของ SMD โดยตรง ซีรีส์ 5050 มีเพียงรูปแบบการควบคุมดังกล่าว หน่วยเดียว - ไดโอดเปล่งแสงและตัวควบคุมที่ง่ายที่สุด - ช่วยให้คุณสามารถรวบรวมเทปที่มีความยาวเท่าใดก็ได้บน LED ดังกล่าว จำนวนพินของชุดประกอบดังกล่าวมีตั้งแต่ 4 ถึง 8 สำหรับแต่ละองค์ประกอบแสง

สิ่งเดียวคือในการสร้างเทปยาว 10 เมตร (หรือมากกว่า) คุณจะต้องมี "กำลัง" และ "กราวด์" ที่รับกระแสไฟเสริม (ด้วยส่วนที่เพิ่มขึ้น) - แรงดันไฟฟ้าต่ำลดลงอย่างเห็นได้ชัดด้วยลวดขนาดเล็ก -ส่วนซึ่งไม่สามารถพูดเกี่ยวกับส่วนสูงได้

ขอบเขตการใช้งาน

แถบ LED แบบโมดูลาร์พร้อมซอฟต์แวร์ที่กำหนดเรืองแสงได้ก้าวไปอีกขั้นในการพัฒนา หากใช้แอสเซมบลีแบบแถวเดียวเป็นไฟเพดาน การจัดแถวให้อยู่เหนืออีกแถวหนึ่งแล้ววางบนฐานสี่เหลี่ยม คุณสามารถสร้างบอร์ดในรูปแบบใดก็ได้ ตัวอย่างป้ายและป้ายบอกทางอิเล็กทรอนิกส์: ทันทีที่วันนั้นกลายเป็นพลบค่ำ ป้ายจะเปิดโดยอัตโนมัติและทำงานโดยใช้แบตเตอรี่ที่ชาร์จระหว่างวันจากแบตเตอรี่พลังงานแสงอาทิตย์ ชุดประกอบแถวเดียวมักมาพร้อมกับรีโมทคอนโทรล

ตัวอย่างเช่น บนสะพานแห่งหนึ่งของเส้นทางเข้าสู่เมืองใหญ่ ทุกๆ 5 วินาที คำจารึกจะแทนที่กัน - "ผู้ขับขี่ เดินทางอย่างมีความสุข!", "เมือง N ยินดีต้อนรับคุณ! " นี่เป็นเพียงหนึ่งในหลายหมื่นกรณีของการใช้อาร์เรย์ LED ที่ทำจากแถบดังกล่าว และเมื่อประกอบหน้าจอที่เต็มเปี่ยมสำหรับป้ายโฆษณา ผู้จัดงานจะพร้อมเผยแพร่โฆษณาส่วนลดจากไฮเปอร์มาร์เก็ตในบริเวณใกล้เคียง แอสเซมบลีดังกล่าวมีโมดูล Wi-Fi สำหรับการรับสตรีมวิดีโอจากอุปกรณ์หรือพีซีใดๆ ที่มีโมดูล Wi-Fi ด้วย

เส้นทแยงมุมของหน้าจอสำหรับแสดงโฆษณาและโปรแกรมสูงถึงหลายเมตร

ริบบิ้นสีเดียว (เช่น สีแดงเรืองแสง) ที่พิมพ์ด้วยเมทริกซ์ ใช้เป็นป้ายร้าน บรรทัดโฆษณาที่ทำงานอยู่สามารถแสดงข้อความได้สูงสุดหนึ่งกิโลไบต์ (ไม่รวมช่องว่าง) ส่วนใหญ่จะใช้กระดานคะแนนหนึ่งหรือสองบรรทัด ข้อมูลจะแสดงตามลำดับ - ตัวอย่างเช่นคำจารึกเปลี่ยนซึ่งกันและกัน: "ดูร้านอาหาร X", "อาหารที่ดีที่สุด" ของ "อาหารยูเครน", "สถานที่แสนสบาย" จากนั้นวงจรการแสดงผลของคำจารึกเหล่านี้จะเริ่มต้นใหม่ - เป็นต้น จนกว่าจอแสดงผลจะปิดในเวลากลางคืน

ตัวอย่างการแสดงรถบัสคือรายการสั้น ๆ ของถนนสายหลักของเส้นทางและจำนวนถนนหลัง มีการติดตั้งระบบที่คล้ายกันที่สถานีรถไฟ ทางอากาศ และสถานีขนส่ง - จุด A และ B (เมืองต้นทางและปลายทาง) เวลาออกเดินทางและการมาถึงของการขนส่งประเภทใดประเภทหนึ่งจะแสดงอยู่ใกล้แต่ละที่นั่ง ป้ายประกาศวางอยู่ในห้องรอและในบริเวณที่จอดรถ

วิธีการเชื่อมต่อ?

การเชื่อมต่อดำเนินการตามคำแนะนำเฉพาะ หากไม่เป็นเช่นนั้น ให้ตรวจสอบเครื่องหมายระบุบนหมุดแผงวงจรพิมพ์และบนกล่องประกอบอย่างระมัดระวัง ดังนั้นสัญญาณ "+ 5V", "Mass", Rx และ Tx ไม่ควรสงสัย - นี่คือโปรโตคอล 4 สายที่ง่ายที่สุดตามองค์ประกอบของเทปที่มีโครงสร้างเดียวกันเชื่อมต่อกัน อย่าใช้ 12 V หากมีเครื่องหมาย 5 V บนกระดาน (ไม่ใช่ 12 V) - เทปจะหมด

แถบ LED บางแถบอาจมีตัวต้านทานต่อแบบอนุกรมที่เอาต์พุตของไมโครเซอร์กิตที่มีความต้านทานหลายถึงหลายสิบโอห์ม

ตัวต้านทานเหล่านี้จะดับแรงดันไฟฟ้าส่วนเกินบน LED เช่น ในเครือข่ายออนบอร์ดของรถยนต์หรือรถบรรทุก รถบัส และอื่นๆ

ความจริงก็คือ ในการชาร์จแบตเตอรี่เครือข่ายรถยนต์ (เครื่องกำเนิดไฟฟ้าบนเครื่องยนต์แก๊ส) ใช้แรงดันชาร์จสูงสุด 15 โวลต์และแบตเตอรี่ที่ชาร์จเต็มให้สูงถึง 13.8 โวลต์ สำหรับการประกอบ 12 โวลต์นี่เป็นจำนวนมาก - เพื่อไม่ให้ไฟ LED และตัวควบคุมไหม้จากความร้อนสูงเกินไปและติดตั้งตัวต้านทานบัลลาสต์ "ความร้อนสูงเกินไป" อย่างต่อเนื่องของ LED (สูงถึง +70 หรือมากกว่า) จะช่วยให้พวกเขาทำงานได้ไม่ประกาศ 25,000-50,000 ชั่วโมงซึ่งเทียบเท่ากับการทำงานต่อเนื่องประมาณ 10 ปีหรือมากกว่า แต่เพียง 1,500-4,000 เท่านั้น

กล่าวอีกนัยหนึ่ง อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีกระแสไฟมากเกินไปและแรงดันไฟจะดับภายในเวลาไม่กี่เดือน ในบางกรณี เมื่อคุณสังเกตเห็นว่าไฟ LED และตัวควบคุมยังคงร้อนจัด แม้ว่าแรงดันไฟฟ้าจะเล็กน้อย - ลดแรงดันไฟฟ้าลงเหลือ 9-11 V เพื่อให้แสงจากเทปยังคงมองเห็นได้จากระยะไกล

หมุด Tx และ Rx ไม่สามารถย้อนกลับได้ อินพุต Rx ของเทปเชื่อมต่อกับพิน Tx ของคอนโทรลเลอร์ทั่วไป

เป็นเรื่องโง่ที่ตัวควบคุมท้องถิ่นจะรอรับคำสั่งจากนายพล - เมื่อคนที่สองไม่ส่งอะไรเลยและยัง "ฟัง" ไปที่บรรทัดเพื่อรอคำสั่งตอบกลับจากครั้งแรก

ความจริงก็คือว่าโปรแกรมเมอร์ควบคุม (หลัก) โปรแกรมเมอร์ ("สมอง" ของระบบ) ก่อนที่จะส่งคำสั่งควบคุมไปยังไมโครคอนโทรลเลอร์ในพื้นที่ (นักแสดง) จะต้องส่งข้อความทดสอบและรับสัญญาณตอบรับจากพวกเขาเพื่อแจ้งให้ทราบถึงความพร้อม สำหรับการทำงาน. หากสิ่งนี้ไม่ได้เกิดขึ้น (ไมโครเซอร์กิตประ "ตาย") ข้อความสอบปากคำจาก "สมอง" จะดำเนินต่อไปจนกว่าชิป LED ตัวแรกจะตอบสนอง ต้องตรวจสอบความถูกต้องของการประกอบทันที